水采工作麵防滅火措施及效果分析

1概述

孔莊礦7337水平工作麵受火成岩侵入及斷層影響，在采煤布置時，按東、中、西3個條帶；分上、中、下3個區段依次進行回采。到2002年6月底為止，7337水采麵中部條帶的3個區段已回采結束，按生產需要，到2002年10月1日開始生產西部條帶上區段9^#、10^#上山采煤，11^#、12^#上山待采，13^#上山掘進；中部區段中17^#、中18^#上山待采，其工作麵的巷道及密閉布置見圖1。



圖1 7337水采麵巷道及密閉布置簡圖

10月4日上班，檢查出該區域出現不同程度的CO，詳見表1。

表1 工作麵風流狀況及CO含量

見表

經過現場勘查03manbetx ：該工作麵中部條帶的上、下2個區段均出現了不同程度的浮煤氧化，尤其是上區段，浮煤氧化較為嚴重。

（1）下區段氧化區。7337水采麵中部條帶下區段補1^#上山進風量為100m³/min，從附近上部出口主溜煤道出風量為50m³./min，CO含量為10×10^-6，說明補1^#上山上口附近已經出現了浮煤氧化。

　　（2）上區段氧化區。中部條帶上區段的上7^#上8^#上山下口附近在2002年6月30日之前的回采過程中，曾丟失大量的浮煤，經過長達3個月的停采，其浮煤氧化程度已較為嚴重。

　　2措施及處理經過

　　針對上述出現的問題，我們采取了以下3個項措施。

　　（1）及時封閉中部條帶下區段補1^#上山（6^#閉）及補主溜煤道（7^#閉），養活老空區長距離微量漏風，解決下部氧化區的浮煤氧化；

　　（2）加快西部條帶上區段的推采速度，盡快把上部氧化區甩入老空區；

　　（3）在中17^#上山設置板牆，上10^#上山增加一趟采煤風筒，減少上部老空區漏風壓差，降低老空區漏風。

　　氧化初期，因考慮到上部氧化區氧化情況較為穩定，加之現場條件以及人力緊張等客觀因素，上述3項措施除第3項措施在10月5日早班實施外，第1、2兩項措施進展速度緩慢。但從10月9日早班開始，7337水采工作麵上部區段中間巷等處CO濃度呈現大幅度上升的趨勢。

　　10月15日中班，下部補1^#上山封閉，主溜煤道風流靜止，已經測不出CO；

　　10月25日夜班上區段上9^#及上10^#上山已采完，上11^#上山剩40m，中間巷已回到上10^#上山下口（因巷道壓力大，中間巷的U型鋼棚均未回出，巷道出風量為250m³/min），在夜班首采上12^#上山時，中間巷出風量明顯加大，並伴隨著大量的煙霧湧出，其CO含量也上升到160×10^-6；10月25日中班及26日中班，對7337水采麵進行全麵封閉，共建密閉6道；之後又對以上各密閉進行噴漿堵漏風，此項工作到11月1日中班結束。此時各道密閉內的CO含量呈直線上升（詳見表2，以最高的回風側5-1^#閉為例），到11月7日夜班，最高的5-1^#密閉內CO含量已經高達3661×10^-6；此後閉內CO含量開始呈下降趨勢，從11月21日夜班開始，對7337水采各閉進行注黃泥、粉煤灰漿，日注入閉內的漿量為300~500 m³，火區各道閉內CO含量呈大幅下降，到12月15日夜班為止，最高的5-1^#閉內CO含量降到4×10^-6，其它各閉已測不出CO（詳見表3），在此後2個多月的氣體監測中，5-1^#閉內CO一直穩定在2×10^-6。

　　表2 回風側5-1^#閉氣體監測數據


　　3效果03manbetx

　　從10月4日在7337水采工作麵上部區域發CO，10月25日中班對該工作麵時行封閉，到12月15日7337水采區域火區處理結束，總共曆時71b，封閉煤炭近10000t，耗資近50萬元。對於該區域曾采用守的幾種防滅火措施的效果作一03manbetx 。

　　（1）對於“均勻”防滅火。在前期防滅火中，“均壓”防滅火措施執行得不徹底，所取得的效果甚微。在此次的“均壓”防滅火的過程中，雖采取了充分利用中18^#主風路及在上10^#上山增加一趟采煤風筒進行供風的並聯風路，控製主溜煤道及中17^#上山進風，努力減少老空區漏風壓差，抑製氧化區浮煤自燃，但由於中間巷棚子未回，致使老空區無法冒實，回風風路順暢，“均壓”方法不徹底，以致在10月25日夜班開采上12^#上山時，水槍的拉風對老空區氧化風路的拉動影響，致使氧化區氧化狀況進一步惡化。由於氧化風路形成了火風壓，封閉火區已是勢在必行的了。

　　（2）對於隔絕法滅火。采用隔絕滅火法對7337水采工作麵高瓦斯區域進行封閉噴漿滅火，在進行封閉前，中間巷出風量為250m³/min，CO含量為165×10^-6，CH₄為1.2%。在封閉、噴漿過程中及以後如何避免瓦斯爆炸？是長距離封閉，還是近距離封閉？除5-1^#閉及6^#已經封閉外，其餘5道密閉順序如何決定？針對這些問題，我們進行了慎重地03manbetx 。①為減少受火區熱負壓的影響，使閉內其它區域的氣體盡可能少地與火區氣體產生對流，采用近距離封閉較為合適。但由於水采麵的特殊環境，采用近距離封閉則回風側需要增加兩道密閉，並且在沿底掘進的架棚巷道中封閉，其漏風加大不可避免，這對減少火區漏風，減少對火區供氧不利。但長距離封閉，封閉區域擴大，使瓦斯爆炸的威脅性加大，再者，由於閉內11^#、12^#上山、中間巷、回風巷等區域存氧量過大，不僅會延長火區的滅火時間，而且還增加了瓦斯爆炸的幾率。但閉內上述其它區域再生瓦斯升到爆炸界限需要一定時間，在總負壓和內燃膨脹的作用下，火區內瓦斯擴散運動加劇，短時間內不會造成瓦斯爆炸（11月21日夜班測出回風側5-1^#及5-2^#閉瓦斯為5.04%，進風側2^#閉內的瓦斯為4.93% ）加之，我們提高了氧化風路及主風路兩道密閉（即1^#、2^#密閉）質量，再者，隨著火區內CO₂的比重加大，CO₂在中間形成了隔離層，這種層流狀態在火區形成以後，氣流在穩定的條件下，不致於發生瓦斯爆炸02manbetx.com 。總之，此次長距離封閉火區的成功是肯定的，它是在水采這個特殊條件下所采取的特殊手段。②在此次滅火過程中，對通向火區的支流巷道即產溜煤道和中17^#上山（補1^#上山已於10月15日中班封閉）先行嚴格封閉（即1^#閉），達到火區入風徹底隔絕供氧至關重要。其次是對距火區入風最近的主幹路18^#上山進行嚴格封閉（即2^#閉），基於上述原因，25日中班，我們先行封閉了1^#、2^#密閉，在10月27日~11月6日噴漿過程絕供氧。事實證明，該項措施是有效的。③采用封閉和噴漿的手段，但由於閉內有近500m長的巷道，約為4500m³的空間，再加上老空區的空間，火區內要將如此廣大的空間的存氧耗盡或擠出，需要很長一段時間，並且補主溜煤道6^#、7^#閉到11月19日早班方噴漿完畢，此前其密閉不可避免地存在漏風，加之，其餘各閉雖已噴漿，但仍存在漏風通道。因此，到11月19日上班，我們測出回風5-1^#閉內氧氣仍為12.03%，進風測2^#閉內氧氣為11.6%。由此可見，單一采用隔絕法滅火因無法徹底杜絕閉漏風，因此，5-1^#閉內CO的濃度從11月17日夜班3667×10^-6到11月21日夜班的2936×10^-6，這14d內其CO濃度僅下降了725×10^-6，滅火速度緩慢。

　　（3）對地黃泥粉煤灰滅火，自11月21日開始，對7337火區各閉內進行了大量地注黃泥粉煤灰漿（日注入量為300~500m³）後，取得的效果顯著，經過26 d不間斷地注漿，到12月15日，7337回風側5^#閉內CO已由11月21日夜班的2936×10^-6降到了4×10^-6，徹底地消滅了7337水采工作麵的火區。

　　由於除5-1^#及5-2^#密閉也並非處於火區的正上方，且其距離長達230m，這就是說，這26d各閉注入的漿量並非是直接熄滅火區，而是充填了各道密閉的漏風通道，從根本上徹底杜絕了給火區供風供氧，閉內火區的CO濃度呈曲線快速下降，從而加快了火區的熄滅進程。